CC BY
30
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
ЕКСПЛУАТАЦ1Я ТА РЕМОНТ ЗАСОБ1В ТРАНСПОРТУ
УДК 629.45.7.048
_ 1 *
С. Р. КОЛЕСНИКОВ1
'*Каф. «Вагони та вагонне господарство», Дтпропетровський нацюнальний утверситет зал1зничного транспорту 1мет академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 19, ел. пошта ser.koles13@gmail.com, ORCID 0000-0002-0487-9257
УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМ ЖИТТСЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПАСАЖИРСЬКОГО РУХОМОГО СКЛАДУ: ОГЛЯД ПАТЕНТ1В
Мета. Удосконалення основних систем життезабезпечення, в т. ч. забезпечення параметр1в як1сного м1к-роктмату в вагон рухомого складу, знаходяться в фокус уваги винах1дник1в 1 дослщнишв свиу. Досль дження спрямовано на огляд та анал1з патенпв у напрям1 системи ктмат-комфорту, опалення, вентиляци та кондицюнування повпря (CCHVAC) зал1зничних пасажирських вагошв (хронолопчт рамки: 2011-2017 рр. з дня публ1кацп). Методика. У ход1 дослщження був виконаний огляд патенпв (заруб1жних 1 вичизняних) в обласп CCHVAC у пасажирських транспортних засобах, зокрема таких, як зал1зничт вагони, !х оптим1за-цп та способ1в управлшня ними. Патентний пошук проведено за певними пошуковими критер1ями: ключо-вими словами, часовими рамками та в р1зних патентних системах свиу. Використано м1ждисциплшарний шдхвд. Результати. За шдсумками пошуку знайдено 157 патенпв, 1з яких вибрано для анал1зу 21 документ. Патенти систематизоваш в три групи: «Нов1 техтчт та технолопчт ршення у системах 1 засобах функцю-нування HVAC», «Нов1 та удосконалет ршення для управлшня системою HVAC в транспортному засобЬ), «Озонування повпря в пасажирських вагонах». Встановлено, що вс патенти одним 1з аспекпв мають вирь шення питань б1льш еколопчного, енергоефективного та безпечного застосування систем ССИ^АС на заль зничному транспорта Наукова новизна. Доведено високий р1вень проникнення зв'язшв м1ж р1зними техш-чними областями, до яких ввдносяться патенти з CCHVAC. Встановлено, що для них характерним е призна-чення б1льшосп патентних ршень для використання не в суто зал1зничнш галуз1, а взагал1 на транспорта Практична значимiсть. Щдтвердження високого р1вня проникнення зв'язк1в м1ж р1зними техшчними областями дозволить вщображати наявшсть техшчних проблем 1з CCHVAC та технологш !х виршення в усьому свт. Це сприятиме б1льш штенсивному технолопчному тдйому в удосконаленн систем життезабезпечення пасажирського рухомого складу.
Ключовi слова: пасажирський рухомий склад; зал1зничний вагон; патент; система кл1мат-комфорту; опалення, вентилящя та кондицюнування повиря; HVAC
Вступ
Р1вень комфортност про!зду пасажир1в на затзничному транспортному засоб1 в багатьох випадках залежить вщ мшроктмату салону вагона. Саме параметри мшрокшмату (температура, волопсть, х1м1чний склад пов1тря, ф1зю-лопчт показники - вмют мшроб1в, мшроорга-шзм1в, пилу) безпосередньо впливають на са-мопочуття пасажир1в, суб'ективне сприйняття ними тривалосп подорож1 та, врешп-решт, прийняття ними позитивного ршення щодо подальшого користування даним видом транс-
порту або певним маршрутом.
Комфортш умови та зручшсть про!зду па-сажир1в також е одним ¡з критерив класифшацп зал1зничних вагошв пасажирського парку: спа-льш, купейн чи некупейн (вщкритого типу), 1з крюлами чи жорсткими мюцями для сидшня. Удосконалення основних систем життезабезпечення, в т. ч. забезпечення параметр1в яюсного м1крокл1мату у вагош, знаходяться у фокус уваги дослщниюв св1ту.
Система кл1мат-комфорту, опалення, вентиляци та кондицюнування пов1тря мае загально-вщому м1жнародну абрев1атуру - CCHVAC
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
(акрошм вiд англ. Climate Comfort, Heating, Ventilation and Air Conditioning). При цьому опалення, вентиляцiя та кондицюнування (ОВК) повiтря - це технологи тдтримки в за-даних межах параметрiв повiтря: температури, вологостi та хiмiчного складу у внутрiшнiх примщеннях i салонах транспортного засобу (HVAC - https://en.wikipedia.org/wiki/HVAC).
Наприклад, кондицiонований проспр вклю-чае в себе будь-який проспр, який повинен ма-ти регульоване змшне середовище (температуру, волопсть, якiсть повiтря та ш.). Умовний простiр може бути й у вагош залiзничного транспортного засобу. Показники температури, вологосп, якостi повiтря та iншi параметри умовного простору можна контролювати, на-приклад, для комфорту пасажирiв (^мат-контроль). Але не варто забувати, що зовсiм недавно система кондицюнування вважалася найбiльш неефективною в плаш енергозбере-ження та однiею з найбшьш дорогих систем [2].
Багато краш вважають за доцшьне проводи-ти модернiзацiю старих вагошв, де системи кондицiонування взагалi не юнувало (це пере-важно жорстю вагони вiдкритого типу, якi й перевозять основну масу пасажирiв) [5, 17, 28]. Витрати на модершзащю одного старого вагона виявляються приблизно втричi нижчи-ми, нiж на будiвництво нового [11].
На сьогодш у ВАТ «Федеральная Пассажирская Компания» (Рошя) налiчуеться близько 22,8 тис. вагошв, iз них системою кондицюнування пов^ря (ВКВ) обладнаш понад 12 тис., тобто трохи бшьше половини (53 %) парку [2].
Слщ зазначити, що термш служби бiльшостi пасажирських вагонiв, яю експлуатуються на украшських залiзницях, вже заюнчуеться, бо бiльша ix частина побудована у 70-80 рр. ХХ стол^тя. До того ж, аналiз ефективност рухо-мого складу свщчить не лише про знос, але й про те, що вш е технiчно, конструктивно i морально застарший, оскiльки основна частина вагошв побудована зпдно з техшчними ви-могами 60-70 рр. минулого столiття [6]. За умов обмеженого фшансування виконання вщнов-лювальних ремонтов вагоноремонтними заводами й залiзницями актуальним е завдання оснащення вагошв тсля модернiзацiï сучасни-ми системами життезабезпечення [11, 13]. При цьому схемш рiшення та пiдходи до забезпе-
чення комфортних умов для пасажирiв можуть бути реалiзованi у вже iснуючому парку пасажирських вагошв i не вимагають ютотного пе-реобладнання вже встановлених систем [9]. Одночасно з цим вчеш, визнаючи, що iснуючi системи контролюють температуру, а не тепло-вий комфорт, пропонують декiлька моделей енергоефективного управлшня комфортом у транспортному засобi [32].
У той же час свiтовi тенденцiï наукових роз-вiдок у напрямi CCHVAC передбачають прин-ципово новi технiчнi та технолопчш рiшення для сучасних високошвидюсних поïздiв - вiд дизайну конструкцш для колективних середо-вищ до iндивiдуально контрольованих умов, персонiфiкованих мшро-еколопчних систем. Це, наприклад, прагнення перейти на природш хладагенти, що надають мiнiмальний вплив на навколишне середовище та здоров'я людини [24], активш розробки транспортних систем кондицюнування повторя на вуглекислому газi (концерни BMW i Daimler) [2]. З метою енерго-заощадження при максимально комфортному середовищi розроблеш й впроваджуються SMART-технологiï для пасажирських вагошв електротранспорту Шмеччини, а саме - палив-них елементiв розширеного дiапазону HT-PEM, що забезпечать електричну та теплову потуж-нiсть iз високим ступенем ефективносто [29]. Пропонуеться також застосування технологи фотовольташи (PV) для використання вщнов-люваних джерел енергiï й проведення заходiв щодо пiдвищення комфортносто та енергоефек-тивностi залiзничних транспортних засобiв [33]. У системах кондицюнування повторя ви-сокошвидкiсних поïздiв застосування альтерна-тивних хладагентiв (наприклад, R1234yf та R1234ze) грунтуеться на дослщженнях щодо оцiнки енергозбереження та умов динамiчного навантаження (з точки зору температури ото-чуючого середовища, сонячного випромшю-вання, швидкостi руху по1'зда, кшькосто паса-жирiв) [24].
Складна економiчна ситуацiя в останнi роки змушуе винахiдникiв i виробникiв залiзничноï техшки пiдлаштовуватися пiд ринковi реалiï та енергшно шукати iнновацiйнi технiчнi ршення з удосконалення систем життезабезпечення па-сажирського рухомого складу.
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, N° 1 (73)
Але, якщо наукометричш дослщження, спрямоваш на отримання нових знань щодо розвитку окремих напрямюв HVAC на зал1зни-чному транспорто, юнують [3], то вщповщного анал1зу патентов, де б висвтолювалися характе-рш особливост патентних ршень, автором не знайдено.
Мета
Враховуючи вищевикладене, дослщження спрямовано на огляд та анал1з патентов у на-прям1 опалення, вентиляци та кондицюнування зал1зничних пасажирських вагошв (хронолоп-чш рамки: 2011-2017 рр. з дня публшаци).
Методика
У ход1 дослщження був проведений огляд патентов (заруб1жних i вточизняних) в областо систем HVAC у пасажирських транспортних засобах, зокрема таких, як залiзничнi вагони, ix оптимiзацii та способiв управлiння ними.
На початковому етат для можливостi ви-значення загального стану свiтовиx дослiджень у галузi опалення, вентиляцii та кондицюну-вання пасажирських вагонiв, автором був проведений патентний пошук (ПП). ПП - це процедура вщбору вiдповiдноi певному запиту ш-формаци про патенти, яка може здшснюватися за однieю або декiлькома тдставами.
Автором був обраний предметний пошук (лексичний i систематичний) за певними клю-човими словами й часовими рамками. К^м того, алгоритм роботи з уже отриманими результатами пошуку включав уточнення вiдомостей шляхом перегляду додатково].' iнформацii (опи-су, зображень, авторiв, що найчастiше зустр> чаються в отриманому матерiалi тощо). Потр> бно тдкреслити, що аналiз цитування патентов не проводився; дослщжувалися сучасний стан i тенденци нових теxнiко-теxнологiчниx ршень у напрямку HVAC.
Патентний пошук проводився за рiзними патентними системами свтоу: Цифрова патентна бiблiотека Украiни, Google-патент (пошук за патентами), FPO, FRESHPatents: New Patents & Technology; Google Академiя; Банк патентов: новые изобретения российских изобретателей; Патенты России; FindPatent.ru: Патентный поиск, поиск патентов и изобретений РФ и СССР;
Espacenet: Patent search; Derwent Innovations Index (Web of Science).
Було встановлено глибину патентного пошуку: 2011-2017 рр. з дня публшацп. Пошук здшснювався за ключовими словами, як зна-ходились у назвi патенту або його реферато:
- «HVAC» (Heating, Ventilation, & Air Conditioning) + «Railway (rail*) passenger car» + «Carriage» + «Coach» - у мiжнародних системах;
- «ОВК» (Опалення, вентилящя та кондицюнування) + «залiзничний пасажирський вагон» - в украшськш системi;
- «ОВК» (Отопление, вентиляция и кондиционирование) + «железнодорожный пассажирский вагон» - у росшських системах.
У результат пошуку за даними системами i встановленими пошуковими критерiями було знайдено 157 патентов, iз яких вибрано для ана-лiзу 21 патент.
Слщ пiдкреслити, що для аналiзу було ви-користано мiждисциплiнарний пiдхiд, оскiльки в системi ктмат-комфорту, опалення, вентиля-цii та кондицюнування повторя наявнi мiцнi системнi зв'язки з, наприклад, новими техшч-ними ршеннями в процесах пасажирських пе-ревезень, конструкцiях вагонiв, комп'ютерних науках, енергетичних процесах i системах тощо.
Це шдтверджуеться зверненням до Мiжна-родноi патентноi класифiкацii (МПК, англ. International Patent Classification - IPC), що мае вщображення на сайто WIPO - World Intellectual Property Organization [22].
Наприклад, зпдно МПК, патент на винахщ «Модульная система кондиционирования воздуха пассажирского вагона» мае клас F24F 3/00 [10]. При цьому область «F» - це Mechanical Engineering; Lighting; Heating; Weapons; Blasting (Машинобудування; Освтолення; Опалення; Двигуни i Насоси; Зброя та Боеприпаси; Вибуховi роботи). Подальша деталiзацiя вказуе, що: F24 - це «На^вання; вентилящя; та плити»; F24F - це «Кондицюнування повторя; зволоження повторя; вентиляцiя; використання повiтряних потокiв для екранування»; F24F 3/00 - це «Системи кондицiонування повiтря, в яких первинне кондицюноване повiтря пода-еться вщ однiеi або декiлькох центральних ста-нцiй до розподiльних точок в примщеннях або
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, N° 1 (73)
просторах, де воно може бути вдруге обробле-но; пристро!, призначеш для таких систем».
Патент «HVAC systems for electrically-powered vehicles» [21] мае клас B60 H 1/00 та вщноситься до загальних транспортних засоб1в (B 60 - Vehicles in General), тобто може мати використання як в зал1зничному, так i автомо-бшьному, водному, авiацiйному транспортi.
Враховуючи причинно-наслiдковi зв'язки мiж технiчними проблемами та технологiями !х вирiшення (включаючи засоби для досягнення цiлей, пристро!в та принципiв роботи), було прийнято рiшення про систематизащю патентiв по трьох групах. Такими групами на основi аналiзу нових ршень в областi систем i спосо-бiв для функцiонування та управлшня системами HVAC в пасажирських салонах транспортних засобiв та !х оптишзацл стали (за умовною назвою) наступнi групи патентiв.
Група «HoBi техшчш та технологiчнi pi-шення у системах i засобах функщонування HVAC». Група об'еднуе патенти, яю спрямова-нi (прямо чи опосередковано) в основному на виршення техшчних питань забезпечення не-обхщних параметрiв мiкроклiмату в салонах вагошв: очищення повiтря вiд пилу i шкiдливих газiв, охолодження його при високих зовнiшнiх температурах i пщ^вання при низьких; зво-ложення й осушення, перемiщення, змiшування й розподшу повiтря, а також для регулювання його параметрiв та !х контролю.
Патентш документи вiднесенi до двох кла-сiв: 1) до класу «B» - Performing Operations; Transporting (пiдкласiв: B60 Транспортування транспортними засобами взагалi та B61 залiз-ничне транспортування; В01 Фiзичнi чи хiмiчнi процеси та апарати); 2) до класу «F» -Mechanical Engineering; Lighting; Heating; Weapons; Blasting (пiдкласiв: F24 Опалення й Вентиляцiя; F25 Охолодження, Комбшоваш системи опалення й охолодження, Тепловi насоси; F28 Теплообмш взагалi).
Група «HoBi та удосконалеш р1шення для упpавлiння системою HVAC в транспортному засобЬ>. Завданням патентiв ще! групи е створення загальних та шдивщуальних ком-фортних умов для пасажирiв у ктматичнш сис-темi транспортного засобу (в т. ч. пасажирсь-кому вагош по!зда), завдяки новим техшчним i технологiчним рiшенням в управлшш систе-
мою HVAC. Група об'еднуе патентш документи з управлшня системами класу «B» -Performing Operations; Transporting та класу «F» - Mechanical Engineering; Lighting; Heating; Weapons; Blasting. Пщкласи е аналопчними першiй групi.
Група «Озонування пoвiтpя в пасажирсь-ких вагонах». Ряд патенпв, що пов'язанi з системами кондицюнування повiтря, пропонують обробку повiтря iншими способами, шж шляхом нагрiву, охолодження, фшьтраци, стерит-заци. Це, наприклад, споСб озонування повiтря у замкненому примщенш, якими е сало-ни/вагони транспортних засобiв. Iонiзований повiтряний потiк може, наприклад, доставляти-ся в кондицюнований повiтряний простiр HVAC-системою або може генерувати негатив-нi iони самогенеращею з використанням двигу-на вентилятора випарника, що особливо актуально для високошвидюсних поlздiв (high-speed)
[14].
За мiжнародною патентною класифiкацiею патенти ще! групи в основному належать до класу «A» - Human Necessities (людськi потреби), пiдкласу «A61» - Medical or Veterinary Science; Hygiene з подальшою деталiзацiею «A61L» Methods or Apparatus for... Disinfection, Sterilisation, or Deodorisation of Air.
Результати
В результатi проведення дослщження вста-новлено, що всi зусилля винахщниюв, закрш-ленi !х техшчними рiшеннями, спрямованi на забезпечення тдвищення безпеки та комфорту, зменшення негативного впливу на оточуюче середовище, використання вщновлюваних дже-рел енерги, енергоефектившсть.
Так, наприклад, у роботах укра!нських дос-лiдникiв [7, 8] розглядаеться можливiсть i роб-ляться конкретш пропозици щодо включення в автономш мережi електропостачання паса-жирських вагошв поновлюваних джерел елект-рично! енерги, зокрема вiтрогенераторiв, соня-чних батарей або !х сукупнiсть.
Згiдно МПК, до техшчних областей, близь-ких до теми нашого дослiдження, належать де-кiлька класiв. Це, перш за все, основний клас «B» - Performing Operations; Transporting; а та-кож клас «F» - Mechanical Engineering;
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету затзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
Lighting; Heating; Weapons; Blasting; клас «А» -Human Necessities; клас «Н» - Electricity.
Група «Новi техшчш та технолопчш pi-шення у системах i засобах функцiонування HVAC» включае патенти:
1. Vehicle air system with high efficiency filter. No. US 20170056806 A1 (опублковано 2017.03.02; винахщники Mardall Joseph та Maser Adam). МПК B01D46/42, B01D46/00 [35].
2. HVAC systems for electrically-powered vehicles. No. US 20160355068 A1 (опублковано 2016.12.08; винахщники Andrew D. Sutherland та Stevem M. Myers). МПК B60H1/00, B60L1/02, B60H1/22, B60L1/00 [21].
3. Air distribution box and associated rail vehicle. No. EP 2977288 A1 (опублковано 2016.01.27; винахщник Gyorgy Kalman). МПК B60H1/00, B61D27/00 [15].
4. Refrigerant management in a HVAC system. No. US 20140223936 A1 (опублковано 2014.08.14; винахщники Jonathan Phillip Hartfield, Harry Kenneth Ring, Michael William Groen, Stephen Anthony Kujak, Ronald Maurice Cosby II; США). МПК F28F13/02, F28F13/18, F25B39/02 [31].
5. Carwash hot-water heating system outside winter storehouse. No. CN 205878601 (U) (опублковано 2017.01.11; винахщники Xue Qiang; Ruan Zhigang; Shui Chunyu; Fan Yinghong; Shen Jun; Hong Wei; Zhou Liming; Yu Xiaoying; Li Peng; КНР). МПК B60S3/04; F24D17/02; F24H4/02; F24H9/20 [16].
6. Powered distribution systems for powered rail vehicles. No. US 8772962 B2 (опублковано 2014.07.08; винахщник Ajith Kuttannair Kumar). МПК B60L3 / 00 , B60L11 / 02 , B60L1 / 00 , B60L15 / 32 , B60R16 / 03 [30].
7. Система комфортного ^мату пасажирсь-кого вагона. № UA 70622 U (опублковано 2012.06.25; винахщники Христян С. В., Мямлш С. В., Новков М. М., Трудов С. Б., Габринець В. О., Титаренко I. В.; Украша). МПК B60H 1/00 [9].
8. Система кондиционирования воздуха в купе пассажирского вагона. № RU 2488747 С2 (опублковано 2013.07.27; винахщники Рожков Андрей Олегович, Олефиренко Андрей Васильевич, Овчинников Виктор Васильевич; РФ). МПК F24F 3/00 [10].
9. Установка кондиционирования воздуха салонов вагонов. № RU 135601 (опублковано 2013.12.20; винахщники Закатов Алексей Сергеевич, Жаров Антон Андреевич, Старкова Марина Геннадьевна; РФ). МПК B61D [12].
Група «HoBi та удосконалеш [ишення для управлшня системою HVAC в транспортному засобЬ> включае патенти:
1. Energy control mechanisms for an electric vehicle. No. US 9352635 B1 (опублковано 2016.05.31; винахщники Seneca A. Schepmann, Robert Clippard, Tim Stafford; США). МПК B60L11/00, B60L11/18, B60H1/00 [18].
2. EV Multi-Mode Thermal Management System. No. US20160107504 A1 (опублковано 2016.04.21; винахщник Vincent George Johnston; США). МПК B60H1/00278 [19].
3. Fresh air control for a transport refrigeration unit. No. WO 2015076872 A1 (опублковано 2015.05.28; винахщники Petr Trutnovsky, Lubos Forejt, Radim Cermak). МПК B60H1/24, B60H1/00 [20].
4. System for operating an air conditioning compressor from alternative sources. No. US 8491274 B2 (опублковано 2013.07.23; винахщники Taylor, Richard D., Harris, Paul E.; США). МПК F04B49/00; F04B9/14; F25B27/00 [34].
5. Vehicular HVAC control systems and methods. No. US 7918100 B2 (опублковано 2011.04.05; винахщники David S. Breed, Wendell C. Johnson, Wilbur E. DuVall; США). МПК B60H1/32, F24F11/00, B60H1/00 [36].
6. Модульная система кондиционирования воздуха пассажирского вагона. № RU 2 512 068(13) C2 (опублковано 2014.04.10; винахщ-ники Рожков Андрей Олегович, Олефиренко Андрей Васильевич, Овчинников Виктор Васильевич; РФ). МПК F24F 3/00 (2006.01) [4].
7. Система керування асинхронним генератором у складi второелектротехшчного комплексу. № UA 84633 (опублковано 2013.04.29; винахщники Щербак Марина Анатолпвна, Бойко Сергш Миколайович, Михайличенко Дмитро Анатолшович, Сшчук Олег Миколайович; Украша). МПК H02P 9/00 )[8].
Група «Озонування пов^ря в пасажирських вагонах» об'еднуе патенти:
1. Air cleaner for high-speed railway. KR101037798B1 (опублковано 2011-05-27; винахщники Old Young Jin, Kim Goo, Kim Woo-
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
seop, Kim Sang Soo, Kim Chang-Hoon, Park Chang Young, Yoon Hyun Chul, Choi Gil-yong, Choi Yoo Mi; Korean). МПК A61L9/22 [14].
2. Ion generator device. US9289779B2 (опуб-лшовано 2016-03-22; винахщники Charles Houston Waddell, Joseph Anton Christiansen; отримувач Global Plasma Solutions). МПК A61L9/22, F16M13/02, B03C3/41, H01J37/16, H01J27/02, H01T23/00, H01J37/30, B03C3/011, F02M27/04 [23].
3. Method for using ozone as a disinfectant. EP2051743B1 (опублковано 2013-04-10; вина-хщники Nigel Boast, Douglas Heselton, Jim Hudson, Gordon Esplin. = Bulletin 2013/15. EUROPEAN PATENT SPECIFICATION). МПК A61L2/20, A61L2/26, A61L9/015, A61L101/10 [26].
4. Method and device for decontaminating a confined space. WO2017121767A1 (опублшова-но 2017-07-20; винахщник Philippe Saroul). МПК A61L2/202 Ozone [25].
5. Method of disinfecting one or more surfaces and/or sterilizing air, and an apparatus for use in the method. US9511163B2 (опублковано 201612-06; винахщник Jimmy Kj0lby Larsen, отримувач Jimco A/S). МПК A61L9/20, A61L9/015, A61L2/10, G01N23/00, F24F3/16, A62B7/08, A61L9/12, A61L2/20, A61N5/00, A61L9/04, A61L2/24 [27].
В результат дослщження також встановле-но, що характерним для CCHVAC е призначен-ня бiльшостi патентних ршень для викорис-тання не в суто затзничнш галузi, а взагалi на транспортi. При цьому до групи «Озонування повiтря в пасажирських вагонах», де провiдною е тема забезпечення необхiдних потреб людини - И здоров'я (А 61 Медична або ветеринарна наука. Ппена) належать патенти, техшчш р> шення яких можуть використовуватися взагалi в замкнених примщеннях (транспортнi паса-жирсью салони, офiси в будiвлях, туалети, са-нiтарнi кiмнати тощо).
Таким чином, можна констатувати, що па-тентним документам iз удосконалення систем життезабезпечення пасажирського рухомого складу призначаються одночасно рiзнi коди Мiжнародноi патентно! класифкацп (МПК; англ. International Patent Classification), бо вони одночасно можуть стосуватися кшькох техшч-них областей i технологiй.
На ocHOBi цього можна припустити ймoвiр-ШСТЪ високого pÎBHH проникнення зв'язюв у рiзних технiчних областях, до яких належать Система клiмат-кoмфoрту, опалення, вентиляци i кoндицiювання пoвiтря (CCHVAC - Climate Comfort, Heating, Ventilation and Air Conditioning). Саме щ зв'язки можуть вщобра-жати наявшсть технiчних проблем у системах життезабезпечення в усьому свт та визначати технологи ïx вирiшення.
Наукова новизна та практична значимiсть
Доведено високий рiвень проникнення зв'язкiв у рiзниx теxнiчниx областях, до яких вщносяться патенти зi CCHVAC. Автором, враховуючи причинно-наcлiдкoвi зв'язки мiж теxнiчними проблемами та технолопями ïx ви-ршення, прoаналiзoванi патенти були система-тизоваш за трьома групами. Це «Нoвi теxнiчнi та теxнoлoгiчнi рiшення у системах i засобах функщонування HVAC», «Нoвi та удocкoналенi рiшення для управлшня системою HVAC в транспортному засоби», «Озонування пoвiтря в пасажирських вагонах». Встановлено, що характерним для CCHVAC е призначення бшь-шост патентних рiшень для використання не в суто затзничнш галуз^ а взагалi на транcпoртi.
Пщтвердження високого рiвня проникнення зв'язкiв у рiзниx теxнiчниx областях дозволить вщображати наявнicть теxнiчниx проблем iз CCHVAC в усьому свт та презентувати технологи ïx виршення. Це сприятиме бiльш штен-сивному технолопчному пiдйoму в удоскона-леннi систем життезабезпечення пасажирського рухомого складу.
Висновки
1нновацшний техшко-технолопчний пiдйoм на залiзничнoму транcпoртi неможливий без удосконалених систем клiмат-кoмфoрту, опалення, вентиляци та кoндицioнування пов^ря. На ocнoвi проведеного дocлiдження, спрямова-ного на огляд та аналiз патентiв у напрямi опалення, вентиляци та кондищонування затзнич-них пасажирських вагoнiв (2011-2017 рр. iз дня публiкацiï), зрoбленi наcтупнi висновки:
1. yci патенти одним iз аcпектiв мають ви-рiшення питань бшьш екoлoгiчнoгo, енергое-
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, N° 1 (73)
фективного та безпечного застосування систем зумних систем, як б вiдслiдковували i самос-
CCHVAC на залiзничному транспорта тiйно оптимiзували параметри мiкроклiмату та
2. Патентш документи з удосконалення сис- рiвень використання енергii.
тем життезабезпечення пасажирського рухомо- 5. Простежуеться вщхщ вiд системи центра-
го складу одночасно можуть мати рiзнi коди лiзованого кондицiонування, в т. ч. за рахунок
Мiжнародноi патентно!' класифшацп (англ. роздiльного контролю прихованих та явних
International Patent Classification), як таю, що теплонадходжень.
стосуються кiлькох технiчних областей i техно- 6. Автори патентов пропонують новi пiдходи
логiй. й рiшення, що засноваш на адаптивних систе-
3. Врахування iнтересiв i переваги кожного мах вентиляцп. Перспективним е перехщ на пасажира, прагнення до полшшення користу- адаптивнi системи зi змшною витратою повто-вацького клiентського досвщу призводять до ря, регульованi за фактичною наповнюванiстю появи нових ршень в областi Climate Comfort, салошв пасажирами, з iндикацiею за датчиками Heating, Ventilation and Air Conditioning не толь- присутносто або концентраци вуглекислого гаки для колективних середовищ, але й до шдив> зу.
дуально контрольованих умов, персошфшова- 7. Одним iз головних показниюв комфорту
них мiкро-екологiчних систем. для пасажирiв транспортних засобiв е яюсть
4. Патентнi рiшення передбачають для вже повггряного та теплового режимiв. iснуючих транспортних засобiв створення ро-
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Габринец, В. А. Концепция оптимального по энергозатратам пассажирского вагона с использованием нетрадиционных источников энергии / В. А. Габринец, И. В. Титаренко // Наука та прогрес транспорту. - 2014. - № 4 (52). - С. 111-118. doi: 10.15802/stp2014/27326.
2. Киселев, И. Г. О выборе хладагента для климатических установок пассажирского подвижного состава / И. Г. Киселев, М. Ю. Кудрин, В. П. Приймин // Современные технологии транспорта. - 2014. - N 3. -С. 85-90.
3. Колесникова, Т. О. Розвиток напряму «кондицшвання повггря» на зал1зничному транспорт!: наукомет-ричний аспект / Т. О. Колесникова, О. В. Помшова, С. Р. Колесников // Наука та прогрес транспорту. -2016. - № 3 (63). - С. 7-19. doi: 10.15802/stp2016/74708.
4. Модульная система кондиционирования воздуха пассажирского вагона [Електронний ресурс] : пат. RU 2512068 C2 : МПК F24F3/00 / Рожков А. О., Олефиренко А. В., Овчинников В. В. (Российская Федерация). - № 2512068 ; заявл. 14.02.11 ; опубл. 10.04.14. - Режим доступу: http://www.freepatent.ru/ images/patents/510/2512068/patent-2512068.pdf. - Назва з екрана. - Перев1рено : 18.01.2018.
5. Мокроусов, С. Д. Модернизация пассажирского подвижного состава в Великобритании (обзор зарубежной печати) / С. Д. Мокроусов, Б. Г. Цыган, А. Б. Цыган // Вагонный парк. - 2013. - № 11 (80). -С. 52-60.
6. Пономаренко, O. В. Перспективи полшшення техшчного стану вагонного парку на зал1зницях Украши / O. В. Пономаренко // Наука та прогрес транспорту. - 2017. - № 1 (67). - С. 88-95. doi: 10.15802/stp2017/93162.
7. Синчук, О. Н. Особенности заряда аккумуляторных батарей в составе ветроэнергетического комплекса в условиях пассажирских вагонов [Електронний ресурс] / О. Н. Синчук, С. Н. Бойко, В. С. Дяченко // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2014. - № 9. - Спец. вып. Т. 1 : Силовая электроника и энергоэффективность. - С. 92-97. - Режим доступу: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/14643. - Назва з екрана. - Перев1рено : 18.01.2018.
8. Система керування асинхронним генератором у склад1 впроелектротехшчного комплексу [Електронний ресурс] : пат. 84633 Украша : МПК H02P 9/00 / Щербак М. А., Бойко С. М., Михайли-ченко Д. А., Сшчук О. М. (Украша). - № 201305538 ; заявл. 29.04.13 ; 25.10 13, Бюл. № 20. -Режим доступу: http://uapatents.com/5-84633-sistema-keruvannya-asinkhronnim-generatorom-u-skladi-vitroelektrotekhnichnogo-kompleksu.html. - Назва з екрана. - Перев1рено : 18.01.2018.
9. Система комфортного ктмату пасажирського вагона [Електронний ресурс] : пат. 70622 Украша : МПК B60H 1/00 / Христян С. В., Мямлш С. В., Новжов М. М., Трудов С. Б., Габринець В. О., Титаренко I. В. (Украша). - № u 201111933 ; заявл. 11.10.11 ; опубл. 25.06.12, Бюл. № 12. - Режим доступу:
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
http://uapatents.com/6-70622-sistema-komfortnogo-klimatu-pasazhirskogo-vagona.html. - Назва з екрана. -Перевiрено : 18.01.2018.
10. Система кондиционирования воздуха в купе пассажирского вагона [Електронний ресурс] : пат. RU 2488747 С2 : МПК F24F 3/00 / Рожков А. О., Олефиренко А. В., Овчинников В. В. (Российская Федерация). - № 2011134218/12 ; заявл. 15.08.11 ; опубл. 27.07.13, Бюл. № 21. - Режим доступу: http://bankpatentov.ru/node/370491. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
11. Труфанова, А. В. Техшчне дiагностування системи кондицюнування повиря в пасажирських вагонах / А. В. Труфанова, В. В. Шаблш, Я. I. Гавенда // Зб. наук. пр. Укр. держ. акад. залiзн. трансп. - Харшв, 2016. - Вип. 164. - С. 118-126.
12. Установка кондиционирования воздуха салонов вагонов [Електронний ресурс] : пат. RU 135601 : МПК B61D27/00 / Закатов А. С., Жаров А. А., Старкова М. Г. (Российская Федерация). - заявл. 27.09.13 ; опубл. 20.12.13. - Режим доступу: http://bankpatentov.ru/node/561549. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
13. Хоменко, I. Ю. Використання режиму теплового насоса для опалення плацкартних вагошв, тсля !х модертзацп зi встановленням кондицюнера / I. Ю. Хоменко // Вюн. Схвдноукр. нац. ун -ту iм. В. Даля. - 2013. - № 2 (191). - С. 121-124.
14. Air cleaner for high-speed railway [Електронний ресурс] : Patent KR 101037798 B1 : IPC A61L9/22 / Old Young Jin, Kim Goo, Kim Woo-seop, Kim Sang Soo, Kim Chang-Hoon, Park Chang Young, Yoon Hyun Chul, Choi Gil-yong, Choi Yoo Mi; Korean. - № 20100087660 ; App. Date 07.09.10 ; Pub. Date 27.05.11. - Режим доступу: https://patents.google.com/patent/KR101037798B1/en?q=rail&q=passenger+car&q=HVAC&page=16. -Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
15. Air distribution box and associated rail vehicle [Електронний ресурс] : Patent EP 2977288 A1 : IPC B60H1/00, B61D27/00 / Gyorgy Kalman. - № EP20140178247 ; App. Date 24.07.14 ; Pub. Date 27.01.16. -Режим доступу: https://encrypted.google.com/patents/EP2977288A1?cl=tr. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
16. Carwash hot-water heating system outside winter storehouse [Електронний ресурс] : Patent CN 205878601 U : IPC B60S3/04; F24D17/02; F24H4/02; F24H9/20 / Xue Qiang; Ruan Zhigang; Shui Chunyu; Fan Yinghong; Shen Jun; Hong Wei; Zhou Liming; Yu Xiaoying; Li Peng. - № CN 201620865134 ; App. Date 10.08.16 ; Pub. Date 11.01.17. - Режим доступу: https://www.google.com/patents/ CN205878601U?cl=en&hl=ru. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
17. Cordner, K. Modernization of passenger trains in the UK / K. Cordner // Modern Railways. - 2002. - № 9. -P. 39-42.
18. Energy control mechanisms for an electric vehicle [Електронний ресурс] : Patent US 9352635 B1 : IPC B60L11/00, B60L11/18, B60H1/00 / Seneca A. Schepmann, Robert Clippard, Tim Stafford. - № US 14/675,200 ; App. Date 31.03.15 ; Pub. Date 31.05.16. - Режим доступу: https://www.google.com/ patents/US9352635. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
19. EV Multi-Mode Thermal Management System [Електронний ресурс] : Patent US 20160107504 A1 : IPC B60H1/00278 / Vincent George Johnston. - № 14/519,448 ; App. Date 21.10.14 ; Pub. Date 21.04.16. - Режим доступу:
https://patents.google.com/patent/US20160107504A1/en?q=rail&q=passenger+car&q=HVAC&page=29. -Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
20. Fresh air control for a transport refrigeration unit [Електронний ресурс] : Patent WO 2015076872 A1 : IPC B60H1/24, B60H1/00 / Petr Trutnovsky, Lubos Forejt, Radim Cermak. - № PCT/US2014/040706 ; App. Date 03.06.14 ; Pub. Date 28.05.15. - Режим доступу: http://www.google.ch/patents/WO2015076872A1?cl=en. -Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
21. HVAC systems for electrically-powered vehicles [Електронний ресурс] : Patent US 2016/0355068 A1, IPC B60H1/00, B60L1/02, B60H1/22, B60L1/00 / Andrew D. Sutherland, Stevem M. Myers. - № US 14/729,989 ; App. Date 03.06.15 ; Pub. Date 08.12.16. - Режим доступу: http://www.freepatentsonline.com/ 20160355068.pdf. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
22. International Patent Classification [Електронний ресурс] // World Intellectual Property Organization. - Режим доступу:
http://www.wipo.int/classifications/ipc/ipcpub/?notion=scheme&version=20170101&symbol=none&menulan g=en&lang=en&viewmode=f&fipcpc=no&showdeleted=yes&indexes=no&headings=yes¬es=yes&directi on=o2n&initial=A&cwid=none&tree=no&searchmode=smart]. - Назва з екрана. - Перевiрено : 18.01.2018.
23. Ion generator device [Електронний ресурс] : Patent US 9289779 B2 : IPC A61L9/22, F16M13/02, B03C3/41, H01J37/16, H01J27/02, H01T23/00, H01J37/30, B03C3/011, F02M27/04 / Charles Houston
HayKa Ta nporpec TpaHcnopTy. BicHHK flmnponeTpoBchKoro Ha^oH&rthHoro yHiBepcHTeTy 3&M3HHnHoro TpaHcnopTy, 2018, № 1 (73)
Waddell, Joseph Anton Christiansen. - № US 14/480,120 ; App. Date 08.09.14 ; Pub. Date 22.03.16. - Pe^HM gocryny: https://www.google.ch/patents/US9289779. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHO : 18.01.2018.
24. Mastrullo, R. Refrigerant Alternatives for High Speed Train A/C Systems: Energy Savings and Environmental Emissions Evaluation under Variable Ambient Conditions / R. Mastrullo, A. W. Mauro, C. Vellucci // Energy Procedia. - 2016. - Vol. 101. - P. 280-287. doi: 10.1016/j.egypro.2016.11.036.
25. Method and device for decontaminating a confined space [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent WO 2017121767 A1 : IPC A61L2/202 / Philippe Saroul. - № PCT/EP2017/050501 ; App. Date 11.01.17 ; Pub. Date 20.07.17. -Pe^HM gocTyny: https://patents.google.com/patent/W02017121767A1/en?q=high-speed&q=trains&q=HVAC& page=14. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHO : 18.01.2018.
26. Method for using ozone as a disinfectant [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent EP 2051743 B1 : IPC A61L2/20, A61L2/26, A61L9/015, A61L101/10 / Nigel Boast, Douglas Heselton, Jim Hudson, Gordon Esplin. -№ 07785025.3 ; App. Date 02.08.07 ; Pub. Date 10.04.13, Bull. № 2013/15 - Pe^HM gociyny: https://patents.google.com/patent/EP2051743B1/en?q=high-speed&q=trains&q=HVAC&page=14. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
27. Method of disinfecting one or more surfaces and/or sterilizing air, and an apparatus for use in the method [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent US 9511163 B2 : IPC A61L9/20, A61L9/015, A61L2/10, G01N23/00, F24F3/16, A62B7/08, A61L9/12, A61L2/20, A61N5/00, A61L9/04, A61L2/24 / Jimmy jby Larsen. -№ US 14/436,318 ; App. Date 19.10.12 ; Pub. Date 06.12.16. - Pe^HM gociyny: https://www.google.com/patents/US9511163#classifications. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
28. Modernization of passenger cars with the replacement of the body // International Railway Journal. - 1998. -No. 10. - P. 58.
29. Philipps, F. Thermal, Power and Packaging Design of an HT-PEM Fuel Cell Application for Climatization and Range Extension in Future Vehicle Concepts / Franz Philipps // 2015 International Conference on Sustainable Mobility, Applications, Renewables and Technology (SMART) (23-25 Nov. 2015). doi: 10.1109/SMART.2015.
30. Powered distribution systems for powered rail vehicles [E^eKipoHHUH pecypc] : Patent US 8772962 B2 : IPC B60L3/00, B60L11/02 , B60L1/00 , B60L15/32 , B60R16/03 / Ajith Kuttannair Kumar. - № US 13/800,393 ; App. Date 13.03.13 ; Pub. Date 08.07.14. - Pe^HM gocTyny: https://www.google.com/patents/US8772962. -Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
31. Refrigerant management in a HVAC system [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent US 20140223936 A1 : IPC F28F13/02, F28F13/18, F25B39/02 / Jonathan Phillip Hartfield, Harry Kenneth Ring, Michael William Groen, Stephen Anthony Kujak, Ronald Maurice Cosby II. - № US 14/347,521 ; App. Date 26.09.12 ; Pub. Date 14.08.14. - Pe^HM gocTyny: https://www.google.com/patents/US20140223936. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
32. Reinforcement learning-based thermal comfort control for vehicle cabins [E^eKTpoHHHH pecypc] /James Brusey, Diana Hintea, Elena Gaura, Neil Beloe // Mechatronics. - 2017. - Pe^HM gocTyny: https://doi.org/10.1016Zj.mechatronics. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
33. Study on the feasibility of solar powered railway system for light weight urban transport [E^eKTpoHHHH pecypc] / S. H. Jaffery, H. A. Khan, M. Khan and S. Ali // Proc. World Renewable Energy Forum. - 2012. -P. 1892-1896. - Pe^HM gocTyny: https://ases.conferenceservices.net/resources/252/2859/ pdf/S0LAR2012_0039_full%20paper.pdf. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
34. System for operating an air conditioning compressor from alternative sources [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent US 8491274 B2 : IPC F04B49/00; F04B9/14; F25B27/00 / Taylor, Richard D., Harris, Paul E. - Pub. Date 23.07.13. - Pe^HM gocTyny: http://www.freepatentsonline.com/8491274.pdf. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
35. Vehicle air system with high efficiency filter [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent US 20170056806 A1 : IPC B01D46/42, B01D46/00 / Mardall Joseph, Maser Adam. - № US 14/836,852 ; App. Date 03.06.15 ; Pub. Date 02.03.17. - Pe^HM gocTyny: https://www.google.com/patents/US20170056806. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
36. Vehicular HVAC control systems and methods [E^eKTpoHHHH pecypc] : Patent US 7918100 B2 : IPC B60H1/32, F24F11/00, B60H1/00 / David S. Breed, Wendell C. Johnson, Wilbur E. DuVall. - № US 11/550,926 ; App. Date 19.10.06 ; Pub. Date 05.04.11. - Pe^HM gocTyny: http://www.google.ch/patents/US7918100. - Ha3Ba 3 eKpaHa. - nepeBipeHo : 18.01.2018.
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
ЕКСПЛУАТАЦ1Я ТА РЕМОНТ ЗАСОБ1В ТРАНСПОРТУ
_ 1 *
С. Р. КОЛЕСНИКОВ1
'*Каф. «Вагоны и вагонное хозяйство», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 375 15 71, эл. почта ser.koles13@gmail.com, ORCID 0000-0002-0487-9257
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА: ОБЗОР ПАТЕНТОВ
Цель. Совершенствования основных систем жизнеобеспечения, в т. ч. обеспечение параметров качественного микроклимата в вагоне подвижного состава, находятся в фокусе внимания изобретателей и исследователей мира. Исследование направлено на обзор и анализ патентов в сфере системы климат-комфорта, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (CCHVAC) железнодорожных пассажирских вагонов (хронологические рамки: 2011-2017 гг. со дня публикации). Методика. В ходе исследования был проведен обзор патентов (зарубежных и отечественных) в области CCHVAC в пассажирских транспортных средствах, в частности таких, как железнодорожные вагоны, их оптимизации и способов управления ими. Патентный поиск производился по определенным поисковым критериям: ключевым словам, временным рамкам и в различных патентных системах мира. Использован междисциплинарный подход. Результаты. По итогам поиска найдено 157 патентов, из которых выбрано для анализа 21 документ. Патенты систематизированы в три группы: «Новые технические и технологические решения в системах и средствах функционирования HVAC», «Новые и усовершенствованные решения для управления системой HVAC в транспортном средстве», «Озонирование воздуха в пассажирских вагонах». Установлено, что все патенты одним из аспектов имеют решения вопросов более экологичного, энергоэффективного и безопасного применения систем CCHVAC на железнодорожном транспорте. Научная новизна. Доказан высокий уровень проникновения связей в различных технических областях, к которым относятся патенты по CCHVAC. Установлено, что для них характерным является назначение большинства патентных решений для использования не в сугубо железнодорожной отрасли, а вообще на транспорте. Практическая значимость. Подтверждение высокого уровня проникновения связей в различных технических областях позволит отражать наличие технических проблем по CCHVAC и технологий их решения во всем мире. Это будет способствовать более интенсивному технологическому подъему в совершенствовании систем жизнеобеспечения пассажирского подвижного состава.
Ключевые слова: пассажирский подвижной состав; железнодорожный вагон; патент; система климат-комфорта; отопление, вентиляция и кондиционирование; HVAC
S. R. KOLESNYKOV1*
1 Dep. «Cars and Car Facilities», Dnipropertrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. La-zaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 375 15 71, e-mail ser.koles13@gmail.com, ORCID 0000-0002-0487-9257
IMPROVEMENT OF LIFE SUPPORT SYSTEMS OF PASSENGER ROLLING STOCK: PATENT REVIEW
Purpose. Inventors and researchers of the world are focused on improvements of basic life support systems including provision of quality microclimate parameters in a car of the rolling stock. The research is aimed at reviewing and analyzing patents in the field of climate comfort, heating, ventilation and air conditioning (CCHVAC) of railway passenger cars (the chronological framework: 2011-2017 from the date of publication). Methodology. During the study there were reviewed patents (foreign and domestic ones) in the field of CCHVAC in passenger vehicles, in particular railway cars, their optimization and ways of managing them. Patent search was carried out according to certain search criteria: keywords, time frames and in various patent systems of the world. An interdisciplinary approach was used. Findings. Based on the search results, 157 patents were found, 21 documents of which were selected for analysis. Patents are systematized into three groups: "New technical and technological solutions in systems and functioning facilities of HVAC ", "New and improved solutions for HVAC system management in a vehicle", "Air ozonation in passenger cars". It is established that all patents have one of the aspects
HayKa Ta nporpec TpaHcnopTy. BÍCHHK flmnponeTpoBChKoro Ha^oH&rhHoro yHÍBepcHTeTy 3&rÍ3HHnHoro TpaHcnopTy, 2018, № 1 (73)
that have solutions to the issues of more environmentally friendly, energy efficient and safe application of CCHVAC systems in railway transport. Originality. It was proved a high level of link penetration in various technical fields, which include patents with CCHVAC. It is established that it is characteristic for them to designate the majority of patent solutions for use not in the purely railway industry, but in transport in general. Practical value. Confirmation of the high level of link penetration in various technical fields will make it possible to reflect technical problems with CCHVAC and technologies for their solution throughout the world. This will contribute to a more intensive technological upgrade in the improvement of life support systems for passenger rolling stock.
Key words: passenger rolling stock; railway car; patent; climate-comfort system; heating, ventilation and air conditioning; HVAC
REFERENCE
1. Gabrinets, V. A., & Tytarenko, I. V. (2014). Concept of the minimum energy passenger car with use of unconventional energy sources. Science and Transport Progress, 4(52), 111-118. doi: 10.15802/stp2014/27326. (in Russin)
2. Kiselev, I. G., Kudrin, M. Y., & Priymin, V. P. (2014). O vybore khladagenta dlya klimaticheskikh ustanovok passazhirskogo podvizhnogo sostava. Sovremennye tekhnologii transportu, 3, 85-90. (in Russin)
3. Kolesnykova, T. O., Pominova, O. V., & Kolesnykov, S. R. (2016). Obtaining of new knowledge in concerning «air conditioning» at the railway transport: scientometric aspect. Science and Transport Progress, 3(63), 719. doi: 10.15802/stp2016/74708. (in Ukranian)
4. Rozhkov, A.O., Olefirenko, A.V., & Ovchinnikov, V.V. (2014). RUPatent No. 2512068. Moscow: Federalna-ya sluzhba po intellektualnoy sobstvennosti Retrieved from http://www.freepatent.ru/images/patents/ 510/2512068/patent-2512068.pdf. (in Russin)
5. Mokrousov, S. D., Tsygan, B. G., & Tsygan, A. B. (2013). Modernizatsiya passazhirskogo podvizhnogo sostava v Velikobritanii (obzor zarubezhnoy pechati). Car Fleet, 11(80), 52-60. (in Russin)
6. Ponomarenko, O. V. (2017). The prospects for improving the technical state of rolling stock on the railways of Ukraine. Science and Transport Progress, 1(67), 88-95. doi: 10.15802/stp2017/93162. (in Ukranian)
7. Sinchuk, O. N., Boyko, S. N., & Dyachenko, V. S. (2014). Osobennosti zaryada akkumulyatornykh batarey v sostave vetroenergeticheskogo kompleksa v usloviyakh passazhirskikh vagonov. Energy saving. Power engineering. Energy audit. Spetsialnyy vypusk: Silovaya elektronika i energoeffektivnost, 9(1), 92-97. Retrieved from http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/14643. (in Russin)
8. Shcherbak, M.A., Boiko, S.M., Mykhailychenko, D.A., & Sinchuk, O.M. (2013). UA Patent No. 84633. Kyiv: Derzhavnyi departament intelektualnoi vlasnosti. Retrieved from http://uapatents.com/5-84633-sistema-keruvannya-asinkhronnim-generatorom-u-skladi-vitroelektrotekhnichnogo-kompleksu.html. (in Ukranian)
9. Khrystian, Y. V., Myamlin, S. V., Novikov, M. M., Trudov, S. B., Habrynets, V. O., & Tytarenko, I. V. (2012). UA Patent No. 70622. Kyiv: Derzhavnyi departament intelektualnoi vlasnosti. Retrieved from http://uapatents.com/6-70622-sistema-komfortnogo-klimatu-pasazhirskogo-vagona.html. (in Ukranian)
10. Rozhkov, A. O., Olefirenko, A. V., & Ovchinnikov, V. V. (2013). RU Patent No. 2488747. Moscow: Federal-naya sluzhba po intellektualnoy sobstvennosti. Retrieved from http://bankpatentov.ru/node/370491. (in Russin)
11. Trufanova, A. V., Shablii, V. V., & Havenda, Y. I. (2016). Tekhnichne diahnostuvannia systemy kondytsinuvannia povitria v pasazhyrskykh vahonakh. Collected Scientific Works of Ukrainian State University of Railway Transport, 164, 118-126. (in Ukranian)
12. Zakatov, A. S., Zharov, A. A., & Starkova, M. G. (2013). RU Patent No. 135601. Moscow: Federalnaya sluzhba po intellektualnoy sobstvennosti. Retrieved from http://bankpatentov.ru/node/561549. (in Russin)
13. Khomenko, I. Y. (2013). Vykorystannia rezhymu teplovoho nasosa dlia opalennia platskartnykh vahoniv, pislia yikh modernizatsii zi vstanovlenniam kondytsionera. Visnik of the Volodymyr Dahl East Ukrainian National University, 2(191), 121-124. (in Ukranian)
14. Old Young Jin, Kim Goo, Kim Woo-seop, Kim Sang Soo, Kim Chang-Hoon, Park Chang Young, ... Choi Yoo Mi (2011). Patent KR 101037798 B1. Retrieved from https://patents.google.com/ patent/KR101037798B1 /en?q=rail&q=passenger+car&q=HVAC&page= 16. (in English)
15. Kalman, G. (2016). Patent EP 2977288 A1. Retrieved from https://encrypted.google.com/ patents/EP2977288A1?cl=tr. (in English)
16. Xue Qiang, Ruan Zhigang, Shui Chunyu, Fan Yinghong, Shen Jun, Hong Wei, ... Li Peng. (2017). Patent CN 205878601 U. Retrieved from https://www.google.com/patents/CN205878601U?cl=en&hl=ru. (in English)
17. Cordner, K. (2002). Modernization of passenger trains in the UK. Modern Railways, 9, 39-42.
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету затзничного транспорту, 2018, № 1 (73)
18. Seneca A. Schepmann, Robert Clippard, & Tim Stafford (2016). PatentUS 9352635 B1. Retrieved from: https://www.google.com/patents/US9352635. (in English)
19. Vincent George Johnston (2016). Patent US 20160107504 A1. Retrieved from https://patents.google.com/patent/US20160107504A1/en?q=rail&q=passenger+car&q=HVAC&page=29. (in English)
20. Petr Trutnovsky, Lubos Forejt, & Radim Cermak (2015). Patent WO 2015076872 A1. Retrieved from http://www.google.ch/patents/WO2015076872A1?cl=en. (in English)
21. Andrew D. Sutherland, & Stevem M. Myers (2016). Patent US 2016/0355068 A1. Retrieved from http://www.freepatentsonline.com/20160355068.pdf. (in English)
22. International Patent Classification. World Intellectual Property Organization. Retrieved from http://www.wipo.int/classifications/ipc/ipcpub/?notion=scheme&version=20170101&symbol=none&menulan g=en&lang=en&viewmode=f&fipcpc=no&showdeleted=yes&indexes=no&headings=yes¬es=yes&directi on=o2n&initial=A&cwid=none&tree=no&searchmode=smart]. (in English)
23. Charles Houston Waddell, & Joseph Anton Christiansen (2016). Patent US 9289 779 B2. Retrieved from https://www.google.ch/patents/US9289779. (in English)
24. Mastrullo, R., Mauro, A.W., & Vellucci, C. (2016). Refrigerant Alternatives for High Speed Train A/C Systems: Energy Savings and Environmental Emissions Evaluation under Variable Ambient Conditions. Energy Procedia, 101, 280-287. doi: 10.1016/j.egypro.2016.11.036. (in English)
25. Saroul, P. (2017). Patent WO 2017121767 A1. Retrieved from https://patents.google.com/ patent/WO2017121767A1/en?q=high-speed&q=trains&q=HVAC&page=14. (in English)
26. Boast, N., Heselton, D., Hudson, J., & Esplin, G. (2013). Patent EP 2051743 B1. Retrieved from https://patents.google.com/patent/EP2051743B 1/en?q=high-speed&q=trains&q=HVAC&page=14. (in English)
27. Larsen, J. K. (2016). Patent US 9511163 B2. Retrieved from https://www.google.com/patents/ US9511163#classifications. (in English)
28. Modernization of passenger cars with the replacement of the body. (1998). International Railway Journal, 10, 58. (in English)
29. Philipps, F. (2015). Thermal, Power and Packaging Design of an HT-PEM Fuel Cell Application for Climatization and Range Extension in Future Vehicle Concepts. In. 2015 International Conference on Sustainable Mobility, Applications, Renewables and Technology (SMART). doi: 10.1109/SMART.2015. (in English)
30. Ajith Kuttannair Kumar (2014). Patent US 8772962 B2. Retrieved from https://www.google.com/patents/US8772962. (in English)
31. Jonathan Phillip Hartfield, Harry Kenneth Ring, Michael William Groen, Stephen Anthony Kujak, & Ronald Maurice Cosby II (2014). Patent US 20140223936 A1. Retrieved from https://www.google.com/patents/US20140223936. (in English)
32. Brusey, J., Hintea, D., Hintea, E., & Beloe, N. (2017). Reinforcement learning-based thermal comfort control for vehicle cabins. Mechatronics. Retrieved from https://doi.org/10.1016/j.mechatronics. (in English)
33. Jaffery, S. H., Khan, H. A., Khan, M., & Ali, S. (2012). Study on the feasibility of solar powered railway system for light weight urban transport. Proc.World Renewable Energy Forum. 1892-1896. Retrieved from https://ases.conferenceservices.net/resources/252/2859/pdf/SOLAR2012_0039_full%20paper.pdf. (in English)
34. Taylor, Richard D., & Harris, Paul E. (2013). Patent US 8491274 B2. Retrieved from http://www.freepatentsonline.com/8491274.pdf. (in English)
35. Mardall Joseph, & Maser Adam (2017). Patent US 20170056806 A1. Retrieved from https://www.google.com/patents/US20170056806. (in English)
36. David S. Breed, Wendell C. Johnson, & Wilbur E. DuVall (2011). Patent US 7918100 B2. Retrieved from http://www.google.ch/patents/US7918100. (in English)
Стаття рекомендована до публ1кацИ' д.т.н., проф. В. О. Габртцем (Украта)
Надшшла до редколеги: 09.10.2017
Прийнята до друку: 16.01.2018
